请教:如何为工业相机选配镜头呢感谢
目前大多数工业用户为工业相机选配镜头时,大多选配了Computar、KOWA、Pentex或Fujinon公司的百万像素镜头。这里,以目前工业市场上使用最广泛的sony ICX445芯片为例,仅就镜头和相机的分辨率匹配方面,简述如何合理地为工业相机选配合适的镜头。下面我们先来共同理解几个概念
1. 什么是传递函数,又叫MTF,什么是极限空间分辨率?
简单说,MTF是空间分辨率的一种表征方式,单位:线对/mm。每个光学或光电成像器件都有各自的MTF,镜头有MTF,相机也有MTF。光学器件或光电成像的器件的MTF越好,或者MTF对应的空间截止频率越高,证明器件自身的空间分辨率越好,越能看清更小的细节。MTF对应的空间截止频率又叫极限空间分辨率。
2. 镜头中的百万像素,二百万像素,五百万像素是指什么?
其实,镜头中的百万像素,二百万像素和五百万像素同样是指镜头的空间分辨率,因为镜头必须配合相机使用,为了方便记忆镜头与相机的匹配关系,人们常采用对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名方式其实并不科学,同时给新接触视觉系统的人带来了很多误解,经常会机械的套用百万像素分辨率相机对应百万像素镜头,二百万像素分辨率相机对应二百万像素镜头,而五百万像素分辨率相机则对应五百万像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机自身的像素分辨率(像素数),而是各自的极限空间分辨率。按目前公开的性能指标来说,百万像素镜头对应的极限空间分辨率是90线对/mm,二百万像素镜头对应的空间分辨率是110线对/mm,五百万像素镜头对应的空间分辨率是160线对/mm,因此百万像素镜头配合相机的极限空间分辨率必须低于90线对/mm,二百万像素镜头和五百万像素镜头配合相机的原理也相同,而决定相机极限空间分辨率的并不是相机自身的像素分辨率,而是相机的单个像元尺寸大小。
3.相机的极限空间分辨率
相机的极限空间分辨率代表了的相机能够分辨的空间最小细节,其计算公式可以简单理解为:1/(单个像素尺寸*2),单位:线对/mm。
4.相机和镜头的配套原则
镜头的极限空间分辨率必须高于相机的极限空间分辨率,这样才能让相机实现最佳成像性能。
下面计算sony ICX445芯片相机对应的极限空间分辨率为:
1/(3.75*2)= 133.33线对/mm
百万像素镜头的极限空间分辨率为90线对/mm,二百万像素镜头的空间分辨率为110线对/mm,五百万像素镜头对应的空间分辨率为160线对/mm,因此要想发挥ICX445芯片的最佳成像性能,显然百万像素镜头和二百万像素镜头都不匹配,只有五百万像素镜头的极限空间分辨率才能满足要求。
目前市场上的五百万像素镜头价格较贵,多数为¥3,000-¥6,000之间,但Computar公司在2010年推出了一系列三百万像素的镜头,其极限空间分辨率达到了140线对/mm,价格也不超过¥2,000。因此,这个系列的镜头是现在市场上配合ICX445芯片相机的最佳性价比选择。
1. 什么是传递函数,又叫MTF,什么是极限空间分辨率?
简单说,MTF是空间分辨率的一种表征方式,单位:线对/mm。每个光学或光电成像器件都有各自的MTF,镜头有MTF,相机也有MTF。光学器件或光电成像的器件的MTF越好,或者MTF对应的空间截止频率越高,证明器件自身的空间分辨率越好,越能看清更小的细节。MTF对应的空间截止频率又叫极限空间分辨率。
2. 镜头中的百万像素,二百万像素,五百万像素是指什么?
其实,镜头中的百万像素,二百万像素和五百万像素同样是指镜头的空间分辨率,因为镜头必须配合相机使用,为了方便记忆镜头与相机的匹配关系,人们常采用对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名方式其实并不科学,同时给新接触视觉系统的人带来了很多误解,经常会机械的套用百万像素分辨率相机对应百万像素镜头,二百万像素分辨率相机对应二百万像素镜头,而五百万像素分辨率相机则对应五百万像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机自身的像素分辨率(像素数),而是各自的极限空间分辨率。按目前公开的性能指标来说,百万像素镜头对应的极限空间分辨率是90线对/mm,二百万像素镜头对应的空间分辨率是110线对/mm,五百万像素镜头对应的空间分辨率是160线对/mm,因此百万像素镜头配合相机的极限空间分辨率必须低于90线对/mm,二百万像素镜头和五百万像素镜头配合相机的原理也相同,而决定相机极限空间分辨率的并不是相机自身的像素分辨率,而是相机的单个像元尺寸大小。
3.相机的极限空间分辨率
相机的极限空间分辨率代表了的相机能够分辨的空间最小细节,其计算公式可以简单理解为:1/(单个像素尺寸*2),单位:线对/mm。
4.相机和镜头的配套原则
镜头的极限空间分辨率必须高于相机的极限空间分辨率,这样才能让相机实现最佳成像性能。
下面计算sony ICX445芯片相机对应的极限空间分辨率为:
1/(3.75*2)= 133.33线对/mm
百万像素镜头的极限空间分辨率为90线对/mm,二百万像素镜头的空间分辨率为110线对/mm,五百万像素镜头对应的空间分辨率为160线对/mm,因此要想发挥ICX445芯片的最佳成像性能,显然百万像素镜头和二百万像素镜头都不匹配,只有五百万像素镜头的极限空间分辨率才能满足要求。
目前市场上的五百万像素镜头价格较贵,多数为¥3,000-¥6,000之间,但Computar公司在2010年推出了一系列三百万像素的镜头,其极限空间分辨率达到了140线对/mm,价格也不超过¥2,000。因此,这个系列的镜头是现在市场上配合ICX445芯片相机的最佳性价比选择。
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